專利名稱：晶圓清洗裝置及利用該晶圓清洗裝置清洗晶圓的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種晶圓清洗裝置和利用該晶圓清洗裝置清洗晶圓的方法。
背景技術：
隨著半導體芯片中布線層數(shù)的增多、特征尺寸的納米化，芯片制造工藝對光 刻精度的要求越來越高。對于最小特征尺寸在0. 35um及以下的器件，必須進行全局 平面化，以滿足高分辨的光刻曝光時所要求的近似苛刻的焦深問題?；瘜W機械拋光 (chemical-mechanicalpolishing，簡稱CMP)是最好的也是唯一的全局平面化技術。在化 學機械拋光時，首先是存在于表面和拋光墊之間的拋光液中的氧化劑、絡合劑等與銅進行 化學反應，在銅表面產(chǎn)生一層化學反應薄膜，然后由拋光液中的磨粒和由高分子材料制成 的拋光墊通過機械作用將這一層化學反應薄膜去除，使新鮮表面重新裸露出來，然后再次 進行上述的化學反應。這樣在化學作用過程和機械作用過程的交替進行中完成表面拋光。化學機械拋光過程結束后，晶圓由研磨臺攜帶到緩沖工作臺，再由機械手將晶圓 帶到下一個工位。在這個移動過程中，由于殘留在晶圓上的拋光液會腐蝕晶圓表面，甚至使 得晶圓報廢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種能夠有效地清洗掉晶圓表面殘留的拋光液 的晶圓清洗裝置。本發(fā)明的另一個目的在于提出一種利用晶圓清洗裝置清洗晶圓的方法。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明第一方面的實施例提出一種晶圓清洗裝置，所述 晶圓清洗裝置設置在拋光設備的拋光工位與緩沖工位之間，所述晶圓清洗裝置包括多個 扇形噴頭，所述扇形噴頭的噴口朝向上以將清洗液以扇形形狀向上噴射到由拋光頭帶動從 拋光工位朝向緩沖工位移動的晶圓上；和清洗液輸送管，所述清洗液輸送管與所述多個扇 形噴頭相連用于將清洗液輸送到所述多個扇形噴頭，且所述清洗液輸送管為環(huán)形以使所述 多個扇形噴頭成環(huán)形分布。根據(jù)本發(fā)明實施例的晶圓清洗裝置具有多個噴口朝上的扇形噴頭，可以從晶圓表 面的下方將清洗液噴射到晶圓的表面，從而對晶圓的表面進行全面的清洗，達到完全清洗 掉晶圓表面殘留的拋光液、避免拋光液腐蝕晶圓表面的效果。而且，扇形噴頭可以噴射出扇 形形狀的清洗液，從而使清洗液均勻地分布到晶圓的表面，避免因清洗液對晶圓的表面產(chǎn) 生沖擊而破壞晶圓表面的平整性。這樣，不僅可以完全清洗掉晶圓表面殘留的拋光液，而且 可以有效地保護晶圓的表面。此外，成環(huán)形分布的多個扇形噴頭可以對晶圓的整個表面同 時進行清洗，不僅可以使清洗液更加均勻地分布到晶圓的表面，進一步有效地保護晶圓的 表面，而且可以大大地提高清洗速度，從而將殘留在晶圓上的拋光液對晶圓表面的腐蝕降 至最小。
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另外，根據(jù)本發(fā)明實施例的晶圓清洗裝置可以具有如下附加的技術特征根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述多個扇形噴頭等間距地設置在所述清洗液輸送管 上，從而有助于清洗液更加均勻地分布到晶圓的表面。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述清洗液為去離子水。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述清洗液輸送管上設置有開關元件，以控制向所述 多個扇形噴頭供給清洗液。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述開關元件為蝶閥、球閥、閘閥或電磁閥。根據(jù)本發(fā)明第二方面的實施例提出一種利用晶圓清洗裝置清洗晶圓的方法，其中 所述晶圓清洗裝置設置在拋光設備的拋光工位與緩沖工位之間，所述方法包括在拋光頭 帶動拋光完的晶圓從所述拋光工位向所述緩沖工位移動過程中，所述晶圓清洗裝置的多個 扇形噴頭向上以扇形形狀朝所述晶圓噴射清洗液以清洗所述晶圓。根據(jù)本發(fā)明實施例的清洗晶圓的方法在拋光后的晶圓向緩沖工位移動的過程中 對所述晶圓進行清洗，且在整個清洗過程中所述晶圓一直向所述緩沖工位移動，因此可以 在不額外增加時間的情況下完成對晶圓的清洗。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的晶圓清洗裝置的結構示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的晶圓清洗裝置的俯視圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎 直”、“水平”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是 為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對 本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術語“安裝”、“相連”、 “連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可 以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù) 具體情況理解上述術語的具體含義。下面附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的晶圓清洗裝置。如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā) 明一個實施例的晶圓清洗裝置設置在拋光設備的拋光工位與緩沖工位之間，所述晶圓清洗 裝置包括多個扇形噴頭1和清洗液輸送管2。扇形噴頭1的噴口朝向上以將清洗液以扇形 形狀向上噴射到晶圓5的整個下表面。清洗液輸送管2與多個扇形噴頭1相連，用于將清洗液輸送到多個扇形噴頭1。清洗液輸送管2為環(huán)形以使多個扇形噴頭1成環(huán)形分布.清 洗液輸送管2例如與清洗液源(未示出)相連，以便將清洗液從清洗液源輸送到多個扇形 噴頭1。如圖1和圖2所示，晶圓5被吸附在拋光頭4的下表面上，拋光頭4可以將晶圓 5移動到研磨工位由研磨臺6對晶片進行研磨拋光。研磨拋光后，拋光頭4攜帶晶圓5從 研磨工位移動到緩沖工位，在從研磨工位移動到緩沖工位過程中，為了避免拋光液對晶圓5 的腐蝕，可以利用根據(jù)本發(fā)明實施例的晶圓清洗裝置對晶圓5的表面進行清洗。例如，拋光 頭4攜帶晶圓5移動到多個扇形噴頭1上方，多個扇形噴頭1向上噴出清洗液對晶圓5的 整個下表面進行清洗。這里，需要理解的是，晶圓5位于清洗液噴射單元1上方包括晶圓5 位于多個扇形噴頭1正上方，也包括晶圓5位于多個扇形噴頭1的斜上方，優(yōu)選地，晶圓5 位于多個扇形噴頭1的正上方。根據(jù)本發(fā)明實施例的晶圓清洗裝置，多個扇形噴頭1的噴口朝上，從而可以從晶 圓5下方將清洗液噴射到晶圓5的整個下表面上，由此對晶圓5的整個下表面進行全面的 清洗，達到完全清洗掉晶圓表面殘留的拋光液、避免拋光液腐蝕晶圓表面的效果。而且，扇形噴頭1可以噴射出扇形形狀的清洗液，從而使清洗液均勻地分布到晶 圓5的表面，避免因清洗液對晶圓5的表面產(chǎn)生沖擊而破壞晶圓5表面的平整性。這樣，不 僅可以完全清洗掉晶圓5表面殘留的拋光液，而且可以有效地保護晶圓5的表面。通過設 置可以噴射出扇形形狀的清洗液的扇形噴頭1，可以不需要再設置壓力調(diào)節(jié)裝置，即不需要 再對清洗液的壓力進行調(diào)節(jié)。這樣，不僅可以降低根據(jù)本發(fā)明實施例的晶圓清洗裝置的生 產(chǎn)成本，而且可以使所述晶圓清洗裝置的操作更加簡便。此外，成環(huán)形分布的多個扇形噴頭1可以對晶圓5的整個表面同時進行清洗，不僅 可以使清洗液更加均勻地分布到晶圓5的表面，進一步有效地保護晶圓5的表面，而且可以 大大地提高清洗速度、提高清洗效率，從而將殘留在晶圓5上的拋光液對晶圓5表面的腐蝕 降至最小。如圖1和圖2所示，在本發(fā)明的一些實施例中多個扇形噴頭1安裝在清洗液輸送 管2上.由此，根據(jù)本發(fā)明此實施例的晶圓清洗裝置結構簡單，制造方便，成本低，并且維護 方便。在本發(fā)明的一個示例中，清洗液輸送管2上可以設置有通孔，多個扇形噴頭1可以焊 接在清洗液輸送管2上的通孔處，清洗液流經(jīng)清洗液輸送管2、并通過所述通孔分配到多個 扇形噴頭1中，由此多個扇形噴頭1可以穩(wěn)定地固定在清洗液輸送管2上。在本發(fā)明的另 一個示例中，多個扇形噴頭1上可以設置有螺紋，清洗液輸送管2上可以設置有螺紋孔，多 個扇形噴頭1通過旋入所述螺紋孔從而可拆卸地設置在清洗液輸送管2上。在本發(fā)明的一個具體示例中，多個扇形噴頭1可以等間距地設置在清洗液輸送管 2上，從而可以使清洗液更加均勻地分布到晶圓5的表面。所述等間距可以是等弧長間距。在本發(fā)明的一個實施例中，所述清洗液為去離子水。根據(jù)本發(fā)明實施例的晶圓清洗裝置，清洗液輸送管2上還可以設置有開關元件3， 通過開關元件3來控制所述輸送管的導通和關閉，從而控制向多個扇形噴頭1供給清洗液。 在本發(fā)明的一個示例中，開關元件3為閥門，例如蝶閥、球閥、閘閥或電磁閥等。下面參考圖1和圖2描述利用根據(jù)本發(fā)明實施例的晶圓清洗裝置清洗晶圓的方法。
如圖1和圖2所示，所述晶圓清洗裝置設置在拋光設備的拋光工位與緩沖工位之 間。拋光頭4底部吸附著晶圓5移動到研磨工位，以便研磨臺6可以對晶圓5進行研磨拋 光，研磨拋光后，拋光頭4可以攜帶晶圓5由研磨工位向晶圓緩沖工位移動。在由研磨工位 向晶圓緩沖工位移動的過程中，當拋光頭4攜帶晶圓5移動到根據(jù)本發(fā)明實施例的晶圓清 洗裝置的多個扇形噴頭1的上方時，開關元件3打開，清洗液輸送管2將清洗液供給到多個 扇形噴頭1，多個扇形噴頭1向上噴射出扇形形狀的清洗液，從而對晶圓5的整個下表面進 行清洗，由此完全清洗掉晶圓5表面殘留的拋光液。有利地，清洗液扇形形狀的分布可以使 清洗液均勻分布到晶圓表面，不會產(chǎn)生沖擊，不僅能清洗干凈晶圓表面，而且有效保護了晶 圓表面。在整個清洗過程中晶圓5 —直向所述緩沖工位移動，因此可以在不額外增加時間 的情況下完成對晶圓的清洗。根據(jù)本發(fā)明實施例的晶圓清洗裝置可以設置在盡可能靠近研磨工位的位置處，以 將殘留在晶圓5上的拋光液在晶圓表面的停留時間降至最小。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示 例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特 點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不 一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何 的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解在不 脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本 發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種晶圓清洗裝置，其特征在于，所述晶圓清洗裝置設置在拋光設備的拋光工位與 緩沖工位之間，所述晶圓清洗裝置包括多個扇形噴頭，所述扇形噴頭的噴口朝向上以將清洗液以扇形形狀向上噴射到由拋光 頭帶動從拋光工位朝向緩沖工位移動的晶圓上；和清洗液輸送管，所述清洗液輸送管與所述多個扇形噴頭相連用于將清洗液輸送到所述 多個扇形噴頭，且所述清洗液輸送管為環(huán)形以使所述多個扇形噴頭成環(huán)形分布。
2.根據(jù)權利要求1所述的晶圓清洗裝置，其特征在于，所述多個扇形噴頭等間距地設 置在所述清洗液輸送管上。
3.根據(jù)權利要求1所述的晶圓清洗裝置，其特征在于，所述清洗液為去離子水。
4.根據(jù)權利要求1所述的晶圓清洗裝置，其特征在于，所述清洗液輸送管上設置有開 關元件，以控制向所述多個扇形噴頭供給清洗液。
5.根據(jù)權利要求4所述的晶圓清洗裝置，其特征在于，所述開關元件為蝶閥、球閥、閘 閥或電磁閥。
6.一種利用權利要求1-5任一項所述的晶圓清洗裝置清洗晶圓的方法，其中所述晶圓 清洗裝置設置在拋光設備的拋光工位與緩沖工位之間，所述方法包括在拋光頭帶動拋光 完的晶圓從所述拋光工位向所述緩沖工位移動過程中，所述晶圓清洗裝置的多個扇形噴頭 向上以扇形形狀朝所述晶圓噴射清洗液以清洗所述晶圓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶圓清洗裝置及利用所述晶圓清洗裝置清洗晶圓的方法，晶圓清洗裝置設置在拋光設備的拋光工位與緩沖工位之間，晶圓清洗裝置包括多個扇形噴頭，扇形噴頭的噴口朝向上以將清洗液以扇形形狀向上噴射到由拋光頭帶動從拋光工位朝向緩沖工位移動的晶圓上；和清洗液輸送管，清洗液輸送管與多個扇形噴頭相連用于將清洗液輸送到多個扇形噴頭，且清洗液輸送管為環(huán)形以使多個扇形噴頭成環(huán)形分布。根據(jù)本發(fā)明實施例的晶圓清洗裝置能夠從晶圓表面的下方將清洗液噴射到晶圓的表面，從而對晶圓的表面進行全面的清洗。而且，扇形噴頭可以噴射出扇形形狀的清洗液，從而使清洗液均勻地分布到晶圓的表面，避免因清洗液對晶圓的表面產(chǎn)生沖擊。
文檔編號H01L21/00GK102129959SQ201110001269
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月5日 優(yōu)先權日2011年1月5日
發(fā)明者何永勇, 梅赫賡, 沈攀, 潘燕, 王同慶, 趙德文, 路新春 申請人:清華大學